Controlli Automatici - Domande aperte Parte B

DOMANDE APERTE PARTE B

1. Illustrare i vantaggi/svantaggi della COMPENSAZIONE IN AVANTI del riferimento, mettendo in luce gli obiettivi e le problematiche implementative

VANTAGGI:

• Inseguimento perfetto di Ysp in condizioni nominali (e(t)=0)

SVANTAGGI:

• Scarsa robustezza a fronte di INCERTEZZE sulla dinamica del sistema o dei disturbi agenti sull'impianto
• Conoscenza approfondita di un modello affidabile di G(s) nel campo di pulsazioni in cui agisce il segnale di riferimento

PROBLEMATICHE REALIZZATIVE:

• Rff = G(s)^-1 ossia è ottenuto invertendo G(s)
  • Siccome G(s) strettamente PROPRIA, Rff(s) risulterebbe IMPROPRIA (n° zeri > n° poli) e quindi NON realizzabile
  • Tuttavia si considera Rff(s) che approssima G(s)^-1 in un intervallo frequenze

2) Illustrare le problematiche del fenomeno del WINDUP

e riportare uno SCHEMA con ANTI-WINDUP nel

caso di regolatori PI/PID

PROBLEMATICHE:

• Il controllo applicato all'impianto è DIVERSO (+) da quello generato dal regolatore
• La saturazione impone un limite sull'azione di controllo
• Rallentamento della risposta
• Eccessivo coricamento azione INTEGRALE

→ mi porta l'azione di controllo a livelli altissimi

[SCHEMA WINDOP]

4) Tecniche di taratura dei regolatori PID

I metodi di taratura sono 2:

• TUNING ANELLO APERTO
• TUNING ANELLO CHIUSO

TUNING ANELLO APERTO

• Si approssima il sistema con un sistema del I^o ORDINE + RITARDO

G(s) = _M/(1 + τ⋅S) ⋅ e^-T⋅s

• La risposta (APERIODICA) si registra con INGRESSO A GRADINO UNITARIO

NB E' applicabile SOLO ai sistemi con risposta APERIODICA (POLI REALI)

L₀ che tende esponenzialmente al valore finale

Eventuali problemi:

• A/D → il periodo di campionamento T

  NON soddisfa il TH SHANNON

  sovrapposizione frequenziale del segnale (ALIASING)

  x Risolvere

  FILTRO ANTIALIASING

• D/A → ritardo intrinseco di conversione (T/2)

  H_o(s) ≈ T ⋅ e^{-T/2 ⋅ s}

  x Risolvere

  si progetta il REGOLATORE

  con ECCEDENZA di Mf

  |ΔMf| = (T/2 ⋅ ω_c) ⋅ 180/π

Significato delle varie componenti di controllo di un PID e schemi che risolvono il problema

R_PID(s) = K_p [1 + 1/T_i⋅s + T_d⋅s] IDEALE

R_PID(s) = K_p [1 + 1/T_i⋅s + T_d⋅s / (1 + T_d/N⋅s)] REALE

Azione PROPORZIONALE

• allarga la banda
• aumenta guadagno bassa frequenza
• riduce Mf

Azione INTEGRALE

errore a regime NULLO per segnali riferimento o disturbi COSTANTI

Azione DERIVATIVA

• azione controllo preventiva
• anticipa la fase (migliora Mf) e sposta W_c verso SX (sistema più veloce)